生產流程優(yōu)化在大運載火箭發(fā)動機通用產品上的實踐研究

◎首都航天機械公司 王莉等

生產流程優(yōu)化在大運載火箭發(fā)動機通用產品上的實踐研究

◎首都航天機械公司 王莉等*

為了提升批生產能力，從發(fā)動機的通用產品入手，運用六因分析法（5W1H）找出實際生產中的瓶頸環(huán)節(jié)，并通過ECRS分析法，有針對性地對問題環(huán)節(jié)進行取消、合并、調整、簡化。經過在具體產品上的實踐，探索出適用于發(fā)動機通用產品的生產流程優(yōu)化模式，提高產品的生產效率和企業(yè)競爭力。

大運載火箭氫氧發(fā)動機作為我國推力最大的液體發(fā)動機，具有技術水平高、加工難度大、生產周期長等特點。隨著發(fā)射任務的增加，以往邊研制邊生產的管理模式已經不能適應發(fā)射的需求。為了提高批生產的效率，首都航天機械公司以發(fā)動機閥門電磁鐵這一通用產品為切入點進行研究，攻克生產流程中影響周期的瓶頸，運用工業(yè)工程中的5W1H、ECRS等管理方法將問題進行透徹分析，尋找解決問題的最佳方案，從而使生產效率得到提高。

一、主要工作內容

直流電磁鐵是發(fā)動機閥門配套的重要組件，每臺發(fā)動機需要配套近20 臺份，占全部閥門數(shù)量的1/4，在另外2種型號氫氧發(fā)動機配套中所占比例也較大，屬于氫氧發(fā)動機的通用部件，批次投產數(shù)量多，經常成為發(fā)動機齊套的短線。針對這一問題，從生產管理、工藝優(yōu)化、材料管理等方面進行分析、改善，運用的方法主要為5W1H、ECRS。

5W1H 即“What、Why、When、Who、Where、How”，運用5W1H對每項活動從內容、原因、時間、人員、地點、方法上進行質疑，根據(jù)答案弄清問題出在哪，進一步探討改進的可能。ECRS原則分別為取消、合并、重排、簡化，通過取消不必要的作業(yè)以及合并可以同時完成的作業(yè)，重排作業(yè)流程，簡化工作方法等來達到改善的目的。具體分析見表1。

1.任務歸一化管理

廠內任務下達的依據(jù)是綜合計劃部門下達的任務通知書，生產部門再將產品具體分解到各生產車間。以往的生產任務下達主要考慮的是任務的匹配性，即便使用相同電磁鐵的閥門，也會按照“一種閥門、一項任務、一次配套”的原則進行投產。

找出原因后，經過與生產車間的溝通，采用“合并”的方式，將任務歸一化。首先統(tǒng)計出本批需求配套的總數(shù)量(包含備用件、抽典件等)，將電磁鐵從配套任務中剝離出來，不依賴配套關系。其次，單獨對整批電磁鐵下任務，這樣可以保證電磁鐵任務的唯一性。待零件生產完成、裝配完成、典試完成、開具合格證后，將電磁鐵成品按照閥門配套關系分配給相應的電磁閥，最終解決任務多造成的管理復雜問題，同時多批變一批也可以減少產品的抽典數(shù)量，節(jié)省生產成本。

2.關鍵零件的工藝流程優(yōu)化

電磁鐵中的導磁殼體是所有配套零件加工周期最長的產品，工藝流程包括機加、釬焊、熱處理、電鍍，跨車間工序多，周轉時間久。對于這些問題，通過工藝流程優(yōu)化，采取“取消、合并、調整”的方式，逐一解決。

對于釬焊問題，取消了校螺紋工序，機加車間交付前已完成該工作;釬焊后進行機加工，隨著車間數(shù)控機床越來越多，將原來在普通機床上加工的產品轉移到五軸數(shù)控機床，產品一次車成型，減少周轉時間;對于熱處理工序，將氫氣保護退火調整為也可真空退火，解決了熱處理車間單點設備的問題，增加工藝方法的選擇性;通過對電鍍工裝的改進，提高了電鍍效率。各階段工藝優(yōu)化流程，如圖1所示。

3.輔助材料的備料管理

電磁鐵在裝配過程中除了零件的生產外，輔助材料也是經常影響生產進度的一環(huán)。輔助材料多數(shù)為非金屬材料，在航天產品中非金屬材料有明確的儲存期和保管期。由于非金屬材料本身保管期短，從物流中心采購到復驗交付往往已經用掉一部分時間，在產品正式裝配時經常已經過期或即將過期，需要重新領取。這種不良循環(huán)會導致產品零件已經齊套，但是輔材已超期，對產品的正常生產節(jié)奏影響嚴重。

閥門零件齊套后才清理輔材，并且缺少與物流中心的技術溝通，這是問題產生的根本原因。對于這一問題，主要采用“調整”的方法，結合“拉式管理”的手段，制定輔材管理看板，將具體的領用時間、到期時間等均列入看板管理，到期前2個月向生產部門提出預警。生產部門根據(jù)零件的齊套時間及時向物流中心提出材料需求，物流中心反饋具體到貨時間，通過周期的預判解決該問題。

表1 5W1H及改善措施

4.機加、裝配的聯(lián)動生產

電磁鐵零件的周期較長，一般為1年左右。往往零件齊套后，裝配周期已經所剩無幾，導致前期空閑，后期忙碌，時間沒有得到有效利用。對產品的裝配采取的是“串行”生產，機加、裝配工段比較獨立，缺少聯(lián)動性。解決這一問題的方法為“調整”，將“串行”改為“并行”，2個工段聯(lián)動生產。將生產節(jié)奏分為線圈骨架齊套裝配、電磁鐵齊套裝配、電磁閥齊套裝配3個階段，環(huán)環(huán)相扣，確保生產的連續(xù)性。

二、取得的成果和創(chuàng)新點

1.取得的成果

一是產品的生產周期縮短。在產品需求越來越急迫的今天，在保證產品質量的前提下縮短產品的生產周期是需要考慮的問題，無論在航天企業(yè)還是在其它企業(yè)，準時交付直接體現(xiàn)出企業(yè)的實力和信譽。通過對電磁鐵這一通用產品的實踐，經過分析和改進，該產品已經完全可以滿足大運載火箭發(fā)射的需求。

二是產品的生產計劃更加精細化。隨著精細化管理在企業(yè)的生產活動中越來越得到重視，“蠻干”和“順其自然”已經退出了歷史的潮流，消除浪費、強化流程、持續(xù)改進才是精益管理的最終目標。對生產流程進行重新規(guī)劃，采用“拉式管理”的手段，提前暴露問題，解決問題，減少等待時間，使生產鏈條更加順暢。

三是產品的抽典數(shù)量減少。航天發(fā)動機產品對于批次的要求比較嚴格，一批產品必須經過抽典并且經過地面試車后方可用于飛行，批次越多投產的數(shù)量就要增加，且每一小批都要按照技術要求分別抽典。生產流程優(yōu)化后，對整批產品統(tǒng)一管理，統(tǒng)一抽典。經過實踐，抽典數(shù)量有所減少，節(jié)省了生產成本。

四是產品的質量得到保障。多批次經常導致產品質量不穩(wěn)定，從原材料的領用到零件的生產再到產品裝配完成，整個生產過程都有人的參與，不同批次的原材料和不同的裝配手法會造成產品的差異性。通過對電磁鐵生產流程的優(yōu)化，避免了差異性對產品造成的影響，產品質量穩(wěn)定性更高。

2.項目的創(chuàng)新點

任務管理的創(chuàng)新。打破常規(guī)，突破以往任務管理的規(guī)則，采用“合”的方式將多倍管理歸一化，化繁為簡，減輕一線管理人員的工作量。

生產流程管理的創(chuàng)新。將以往機加、裝配“各自管各自，缺少統(tǒng)一規(guī)劃”的局面打破，加強了車間生產的節(jié)奏性和配合性，將“串聯(lián)”的單一管理變?yōu)椤安⒙?lián)”的階段管理，生產層次更加明確，計劃管理更加精確。

經過1年多的實踐，電磁鐵產品生產周期縮短了1/3，抽典數(shù)量減少了11臺份，為企業(yè)節(jié)省成本20余萬。考慮到3型氫氧發(fā)動機都使用該產品，在后續(xù)的實踐中可以逐步打破型號間的界限，將通用產品“標準化”，統(tǒng)一管理，綜合規(guī)劃。

氫氧發(fā)動機結構復雜，生產流程過長。隨著在其它型號和同類產品中的進一步推廣和應用，對發(fā)動機的批產管理會起到很大的促進作用，對于企業(yè)能力的提升也會有積極的推動作用。

*其他作者：陳志國、孫秀京、李洪飛、彭瑤、朱紀銘